JP3515203B2 - シート状流量・温度計 - Google Patents
シート状流量・温度計Info
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- JP3515203B2 JP3515203B2 JP03840195A JP3840195A JP3515203B2 JP 3515203 B2 JP3515203 B2 JP 3515203B2 JP 03840195 A JP03840195 A JP 03840195A JP 3840195 A JP3840195 A JP 3840195A JP 3515203 B2 JP3515203 B2 JP 3515203B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は流量・温度計に関し、特
に平面ないし曲面部における温度分布、或はそれらの面
部近傍における流体の流速（流量）分布及び／または温
度分布を計測するために好適なシート状流量・温度計に
関する。
に平面ないし曲面部における温度分布、或はそれらの面
部近傍における流体の流速（流量）分布及び／または温
度分布を計測するために好適なシート状流量・温度計に
関する。
【０００２】
【従来の技術】液体表面または液中・気中の定められた
領域における流速分布及び／または温度分布を測定した
り、固体の平面ないし曲面部における温度分布や、それ
らの面部近傍における流体の流速分布及び／または温度
分布を計測することが、種々の分野で求められている。
領域における流速分布及び／または温度分布を測定した
り、固体の平面ないし曲面部における温度分布や、それ
らの面部近傍における流体の流速分布及び／または温度
分布を計測することが、種々の分野で求められている。
【０００３】医学や人間工学の面では、人体の一部の表
面温度を測定するだけでなく、全表面の温度を一度に測
定し、それを知ることができれば、医療や環境面等で大
いに役立つ筈である。
面温度を測定するだけでなく、全表面の温度を一度に測
定し、それを知ることができれば、医療や環境面等で大
いに役立つ筈である。
【０００４】また、機械工学の分野において、自動車の
車体や飛行機の機体等の設計の際には、走行ないし飛行
中の車体表面または機体表面における空気の流速分布を
知ることが必要になる。
車体や飛行機の機体等の設計の際には、走行ないし飛行
中の車体表面または機体表面における空気の流速分布を
知ることが必要になる。
【０００５】更に、化学の分野では、処理タンク等に貯
蔵された液中の温度分布を簡単な手段で把握できること
が望まれるであろう。
蔵された液中の温度分布を簡単な手段で把握できること
が望まれるであろう。
【０００６】流速分布を計測する場合を一例として取り
上げてみると、流体中に煙やダストなどを混入させて、
流れを可視化する方法が従来から考えられている。この
方法によれば、流線や渦などの様子をビデオカメラ等で
撮影し、その結果をコンピュータに入力して画像解析を
行っている。また、自動車の車体のような平面と各種曲
面とが組み合わされた複雑な面における流速分布測定に
際しては、多数の流速計をその面上の適所に装着すると
いう面倒な作業に加えて、個々のセンサからの出力を別
々にコンピュータに入力し、データ処理を行っている。
上げてみると、流体中に煙やダストなどを混入させて、
流れを可視化する方法が従来から考えられている。この
方法によれば、流線や渦などの様子をビデオカメラ等で
撮影し、その結果をコンピュータに入力して画像解析を
行っている。また、自動車の車体のような平面と各種曲
面とが組み合わされた複雑な面における流速分布測定に
際しては、多数の流速計をその面上の適所に装着すると
いう面倒な作業に加えて、個々のセンサからの出力を別
々にコンピュータに入力し、データ処理を行っている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】流れを可視化して流速
分布を計測し、かつ分析するためには、ビデオカメラや
画像解析装置等の機器を揃え、それら各機器からの出力
信号をコンピュータ等で処理する必要があり、多額の費
用と多大な労力とを要する。また、多数の計測器（セン
サ）を設置する際には、計測効果面から設置場所を選定
しなくてはならないが、信号配線による制限を受け、効
果的な設置が必ずしも達成できない。特に、多くのセン
サを密接配置させることは困難である。更に、多数のセ
ンサを個々に設置装着することはその作業自体も大変で
ある上に、信号線などが測定対象である流れを乱してし
まう虞がある。また、従来の計測手段では、限定された
狭い場所での流量及び／または温度分布の計測は不可能
である。
分布を計測し、かつ分析するためには、ビデオカメラや
画像解析装置等の機器を揃え、それら各機器からの出力
信号をコンピュータ等で処理する必要があり、多額の費
用と多大な労力とを要する。また、多数の計測器（セン
サ）を設置する際には、計測効果面から設置場所を選定
しなくてはならないが、信号配線による制限を受け、効
果的な設置が必ずしも達成できない。特に、多くのセン
サを密接配置させることは困難である。更に、多数のセ
ンサを個々に設置装着することはその作業自体も大変で
ある上に、信号線などが測定対象である流れを乱してし
まう虞がある。また、従来の計測手段では、限定された
狭い場所での流量及び／または温度分布の計測は不可能
である。
【０００８】本発明は、従来技術における上記問題点を
解決するために為されたもので、その目的とするところ
は、平面及び／または曲面部における温度分布、或はそ
れらの面部近傍における流体の流速（流量）分布及び／
または温度分布を簡単かつ安価な手段を介して容易に計
測することができるシート状流量・温度計を提供するこ
とにある。
解決するために為されたもので、その目的とするところ
は、平面及び／または曲面部における温度分布、或はそ
れらの面部近傍における流体の流速（流量）分布及び／
または温度分布を簡単かつ安価な手段を介して容易に計
測することができるシート状流量・温度計を提供するこ
とにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の基本的態様によれば、半導体微細加工技術
を用いてシリコン基板上に形成した流量センサ及び温度
センサを、配線を埋め込んだフレキシブルなシート上に
複数個配列してなるシート状流量・温度計が提供され
る。
に、本発明の基本的態様によれば、半導体微細加工技術
を用いてシリコン基板上に形成した流量センサ及び温度
センサを、配線を埋め込んだフレキシブルなシート上に
複数個配列してなるシート状流量・温度計が提供され
る。
【００１０】本発明の別の態様によれば、上記基本的態
様におけるフレキシブルなシートがポリイミド製である
ことを特徴とするシート状流量・温度計が提供される。
様におけるフレキシブルなシートがポリイミド製である
ことを特徴とするシート状流量・温度計が提供される。
【００１１】本発明の更に別の態様によれば、上記基本
的態様における流量センサは半導体製、特にポリシリコ
ン製の熱線を含む検出部を有している。
的態様における流量センサは半導体製、特にポリシリコ
ン製の熱線を含む検出部を有している。
【００１２】本発明のまた更に別の態様によれば、上記
基本的態様における流量センサ及び前記温度センサの各
々は、一対の半導体流量センサ及び半導体温度センサを
シリコン基板上に一体的に形成した流量・温度センサチ
ップからなる。
基本的態様における流量センサ及び前記温度センサの各
々は、一対の半導体流量センサ及び半導体温度センサを
シリコン基板上に一体的に形成した流量・温度センサチ
ップからなる。
【００１３】
【作用】本発明のシート状流量・温度計は被測定物に密
着させるか、または被測定場所において所望の形状に沿
うように配置される。フレキシブルシート上に相互に間
隔を狭めて密接配置された多数の流量・温度センサチッ
プには、それぞれにセンサ機能を働かせることができる
ように、一か所にまとめられた電源接続部及びプリント
配線部を介して個々に電気が供給される。各センサから
の出力は処理回路を備えた信号取り出し部に集結され、
そこからパーソナルコンピュータ等に送り込まれて流量
（流速）分布及び／または温度分布のデータ処理または
画像処理がなされる。このように、多数の流量・温度セ
ンサチップを有しながらも配線による流れや温度の乱れ
が引き起こされることがないから、緻密で正確な測定を
行うことができると共に、各流量検出位置で流量検出と
同時に温度を検出することができるので、流量センサの
出力に対する正確な温度補正を容易に行い得る。
着させるか、または被測定場所において所望の形状に沿
うように配置される。フレキシブルシート上に相互に間
隔を狭めて密接配置された多数の流量・温度センサチッ
プには、それぞれにセンサ機能を働かせることができる
ように、一か所にまとめられた電源接続部及びプリント
配線部を介して個々に電気が供給される。各センサから
の出力は処理回路を備えた信号取り出し部に集結され、
そこからパーソナルコンピュータ等に送り込まれて流量
（流速）分布及び／または温度分布のデータ処理または
画像処理がなされる。このように、多数の流量・温度セ
ンサチップを有しながらも配線による流れや温度の乱れ
が引き起こされることがないから、緻密で正確な測定を
行うことができると共に、各流量検出位置で流量検出と
同時に温度を検出することができるので、流量センサの
出力に対する正確な温度補正を容易に行い得る。
【００１４】
【実施例】以下、添付の図面に示した実施例に関連して
本発明を更に詳細に説明する。
本発明を更に詳細に説明する。
【００１５】図１は本発明の一実施例を示す概略平面図
である。図１に示される本発明のシート状流量・温度計
１０は次のように構成されている。すなわち、例えば、
表面または内部にプリント配線１３が形成されたポリイ
ミド製のフレキシブルシート１１の片面に、相互の間隔
を狭めた密接配置になるように、多数の流量・温度セン
サチップ１２が接着剤を介して装着されている。
である。図１に示される本発明のシート状流量・温度計
１０は次のように構成されている。すなわち、例えば、
表面または内部にプリント配線１３が形成されたポリイ
ミド製のフレキシブルシート１１の片面に、相互の間隔
を狭めた密接配置になるように、多数の流量・温度セン
サチップ１２が接着剤を介して装着されている。
【００１６】流量・温度センサチップ１２の各々は、シ
リコン基板上に半導体微細加工技術を用いて一対の流量
センサ及び温度センサを形成したものであり、特に好適
には両センサを一体形成したものであり、両センサとも
プリント配線部１３を介して電源接続部１４及び処理回
路を備えた信号取り出し部１５にそれぞれ接続されてい
る。
リコン基板上に半導体微細加工技術を用いて一対の流量
センサ及び温度センサを形成したものであり、特に好適
には両センサを一体形成したものであり、両センサとも
プリント配線部１３を介して電源接続部１４及び処理回
路を備えた信号取り出し部１５にそれぞれ接続されてい
る。
【００１７】流量センサ及び温度センサとしては、小型
で消費電力が少ないにも拘らず、電気信号出力が容易に
得られ安価な熱線式流量センサ及び半導体温度センサが
最適である。また、流量センサの検出部として用いられ
る熱線を、例えばポリシリコンのような半導体製とすれ
ば、広範囲測定レンジ型でかつ高速応答型の流量センサ
が得られる。
で消費電力が少ないにも拘らず、電気信号出力が容易に
得られ安価な熱線式流量センサ及び半導体温度センサが
最適である。また、流量センサの検出部として用いられ
る熱線を、例えばポリシリコンのような半導体製とすれ
ば、広範囲測定レンジ型でかつ高速応答型の流量センサ
が得られる。
【００１８】なお、図１の実施例においては各流量・温
度センサチップを整列配置に装着したが、用途に応じて
種々の形態に装着可能であることは言うまでもない。ま
た、電源接続部１４及び信号取り出し部１５の位置は適
宜変更され得る。
度センサチップを整列配置に装着したが、用途に応じて
種々の形態に装着可能であることは言うまでもない。ま
た、電源接続部１４及び信号取り出し部１５の位置は適
宜変更され得る。
【００１９】次に、図２に示した使用例に関連して本発
明のシート状流量・温度計の作用を説明する。
明のシート状流量・温度計の作用を説明する。
【００２０】図２には本発明のシート状流量・温度計の
１つの使用例として、自動車の車体の設計時に行われる
風洞試験への用途が示されている。
１つの使用例として、自動車の車体の設計時に行われる
風洞試験への用途が示されている。
【００２１】自動車の走行性能、燃費性能等に影響を及
ぼす車体２０の空力特性をテストするために、図２に示
されるように、車体２０の表面に沿ってシート状流量・
温度計１０が張り付けられる。このシート状流量・温度
計１０を電源に接続した後、白ぬき矢印の方向から空気
を流すことによって、車体表面近傍の各所における流量
（流速）がきめ細かく測定され得る。このようにして得
られたデータをパーソナルコンピュータ３０等の処理装
置に入力し、データ処理ないし画像処理を施すことによ
って車体２０の表面近傍における流量（流速）分布を容
易に知ることができる。なお、パーソナルコンピュータ
３０の代わりにデータ処理装置及びディスプレイ装置を
一体化した専用処理機械を用いれば、より手軽に流量
（流速）分布を得ることができる。
ぼす車体２０の空力特性をテストするために、図２に示
されるように、車体２０の表面に沿ってシート状流量・
温度計１０が張り付けられる。このシート状流量・温度
計１０を電源に接続した後、白ぬき矢印の方向から空気
を流すことによって、車体表面近傍の各所における流量
（流速）がきめ細かく測定され得る。このようにして得
られたデータをパーソナルコンピュータ３０等の処理装
置に入力し、データ処理ないし画像処理を施すことによ
って車体２０の表面近傍における流量（流速）分布を容
易に知ることができる。なお、パーソナルコンピュータ
３０の代わりにデータ処理装置及びディスプレイ装置を
一体化した専用処理機械を用いれば、より手軽に流量
（流速）分布を得ることができる。
【００２２】以上の説明から明らかなように、本発明の
シート状流量・温度計１０は多数のセンサを有しながら
も小型で、軽量で、フレキシブルなので、被測定物に密
着させるか、または被測定場所において所望の形状に沿
うように配置させることができる。フレキシブルシート
１１上に相互に間隔を狭めて密接配置された多数の流量
・温度センサチップ１２には、それぞれにセンサ機能を
働かせることができるように、プリント配線部１３及び
一箇所にまとめられた電源接続部１４を介して個々に電
気が供給される。各センサからの出力は処理回路を備え
た信号取り出し部１５に集結され、そこからパーソナル
コンピュータ３０等に送り込まれて流量（流速）分布及
び／または温度分布のデータ処理または画像処理がなさ
れる。
シート状流量・温度計１０は多数のセンサを有しながら
も小型で、軽量で、フレキシブルなので、被測定物に密
着させるか、または被測定場所において所望の形状に沿
うように配置させることができる。フレキシブルシート
１１上に相互に間隔を狭めて密接配置された多数の流量
・温度センサチップ１２には、それぞれにセンサ機能を
働かせることができるように、プリント配線部１３及び
一箇所にまとめられた電源接続部１４を介して個々に電
気が供給される。各センサからの出力は処理回路を備え
た信号取り出し部１５に集結され、そこからパーソナル
コンピュータ３０等に送り込まれて流量（流速）分布及
び／または温度分布のデータ処理または画像処理がなさ
れる。
【００２３】このように、本発明のシート状流量・温度
計は、多数の流量・温度センサチップを有しながらも配
線による流れや温度の乱れが引き起こされることがない
ので、緻密で正確な測定を行うことができると共に、各
流量検出位置で流量検出と同時に温度を検出することが
できるので、流量センサの出力に対する正確な温度補正
を容易に行い得る。
計は、多数の流量・温度センサチップを有しながらも配
線による流れや温度の乱れが引き起こされることがない
ので、緻密で正確な測定を行うことができると共に、各
流量検出位置で流量検出と同時に温度を検出することが
できるので、流量センサの出力に対する正確な温度補正
を容易に行い得る。
【００２４】以上の説明は単に本発明の好適な実施例の
例証であり、本発明の範囲はこれに限定されることはな
い。本発明に関する更に多くの変形例や改造例が本発明
の範囲を逸脱することなく当該技術の熟達者にとってみ
れば容易に思い当たるであろう。
例証であり、本発明の範囲はこれに限定されることはな
い。本発明に関する更に多くの変形例や改造例が本発明
の範囲を逸脱することなく当該技術の熟達者にとってみ
れば容易に思い当たるであろう。
【００２５】
【発明の効果】本発明のシート状流量・温度計を用いる
ことによる効果は次の通りである。 １．フレキシブルであるので、曲面における温度分布及
びその面の近傍における流量（流速）分布及び／または
温度分布の測定が可能である。 ２．個々のセンサが小型であり、かつそれらの配線がシ
ートに埋め込まれているので、緻密な測定を行い得るよ
うに各センサ間の間隔を詰めて密接配置させることが可
能であると共に、測定対象である流れや温度を乱すこと
なく、正確な測定を行うことができる。 ３．センサ部（検出部）である熱線をポリシリコン製と
することによって、広範囲測定レンジ型でかつ高速応答
型の流量計を得ることができ、正確かつ緻密な流量（流
速）分布の変動を測定することが可能である。 ４．小型でしかも軽量である。 ５．各流量検出位置で流量検出と同時に温度を検出する
ことができるので、流量センサの出力に対する正確な温
度補正を容易に行い得る。
ことによる効果は次の通りである。 １．フレキシブルであるので、曲面における温度分布及
びその面の近傍における流量（流速）分布及び／または
温度分布の測定が可能である。 ２．個々のセンサが小型であり、かつそれらの配線がシ
ートに埋め込まれているので、緻密な測定を行い得るよ
うに各センサ間の間隔を詰めて密接配置させることが可
能であると共に、測定対象である流れや温度を乱すこと
なく、正確な測定を行うことができる。 ３．センサ部（検出部）である熱線をポリシリコン製と
することによって、広範囲測定レンジ型でかつ高速応答
型の流量計を得ることができ、正確かつ緻密な流量（流
速）分布の変動を測定することが可能である。 ４．小型でしかも軽量である。 ５．各流量検出位置で流量検出と同時に温度を検出する
ことができるので、流量センサの出力に対する正確な温
度補正を容易に行い得る。
【図１】本発明の一実施例を示す概略平面図である。
【図２】本発明の実施例に関する使用例を示す概略斜視
図である。
図である。
１０ シート状流量・温度計
１１ フレキシブルシート
１２ 流量・温度センサチップ
１３ プリント配線部
１４ 電源接続部
１５ 信号取り出し部
２０ 車体
３０ パーソナルコンピュータ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01P 5/12
G01K 7/00
G01K 13/02
Claims (5)
- 【請求項１】 半導体微細加工技術を用いて流量センサ
及び温度センサを形成したシリコン基板を、前記流量セ
ンサ及び温度センサに電源を供給する配線並びに前記流
量センサ及び温度センサからの信号を取り出す配線を埋
め込んだフレキシブルなシート上に貼り付けて複数個配
列し、前記流量センサ及び温度センサと前記シートとの
間に前記シリコン基板が仲介して前記流量センサ及び温
度センサが前記シートから熱的に絶縁され、上記流量セ
ンサ及び温度センサによって流量及び温度を測定するこ
とを特徴とするシート状流量・温度計。」 - 【請求項２】 前記フレキシブルなシートがポリイミド
シートであることを特徴とする請求項１記載のシート状
流量・温度計。 - 【請求項３】 前記流量センサが半導体製の熱線を含む
検出部を有することを特徴とする請求項１及び請求項２
のいずれか一項に記載のシート状流量・温度計。 - 【請求項４】 前記半導体製の熱線がポリシリコン製の
熱線であることを特徴とする請求項３に記載のシート状
流量・温度計。 - 【請求項５】 前記流量センサ及び前記温度センサの各
々が、一対の半導体流量センサ及び半導体温度センサを
シリコン基板上に一体的に形成した流量・温度センサチ
ップからなることを特徴とする請求項１及び請求項２の
いずれか一項に記載のシート状流量・温度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03840195A JP3515203B2 (ja) | 1995-02-27 | 1995-02-27 | シート状流量・温度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03840195A JP3515203B2 (ja) | 1995-02-27 | 1995-02-27 | シート状流量・温度計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08233845A JPH08233845A (ja) | 1996-09-13 |
| JP3515203B2 true JP3515203B2 (ja) | 2004-04-05 |
Family
ID=12524280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03840195A Expired - Fee Related JP3515203B2 (ja) | 1995-02-27 | 1995-02-27 | シート状流量・温度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3515203B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9824689D0 (en) * | 1998-11-11 | 1999-01-06 | Process Tomography Foresight T | Monitoring system |
-
1995
- 1995-02-27 JP JP03840195A patent/JP3515203B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08233845A (ja) | 1996-09-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040113 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040115 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |